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発生:興奮性と抑制性シナプスの分化はそれぞれ異なるFGFによって促進される

Nature 465, 7299 doi: 10.1038/nature09041

興奮性(グルタミン酸介在性)シナプスと抑制性(GABA介在性)シナプスの特異的な形成は、脳が正常に機能するために極めて重要な過程である。これらのシナプスのバランスが乱れると、自閉症、統合失調症、トゥレット症候群やてんかんなどのさまざまな神経疾患が引き起こされる可能性がある。シナプスは適切な接合相手との情報交換を通じて形成される。しかし、特定の種類のシナプス形成を仲介する分子機構についてはわかっていない。本研究では、繊維芽細胞増殖因子(FGF)ファミリーの2つの因子、FGF22とFGF7が、標的由来のシナプス前オーガナイザーとして、それぞれ興奮性と抑制性のシナプス前末端の形成を促進することを示す。FGF22とFGF7は、海馬ではCA3錐体ニューロンで発現する。CA3錐体ニューロンの樹状突起における興奮性と抑制性の神経末端の分化は、FGF22あるいはFGF7を欠失した変異体では特異的に損なわれる。これらのシナプス前の欠陥は、適切なFGFのシナプス後での発現によって救済される。興奮性と抑制性のバランス変化から予想されるように、FGF22欠失マウスはてんかん発作に対して耐性があり、FGF7欠失マウスは発作を起こしやすい。FGF22とFGF7が示す異なる影響は、これら2つのシナプス局在性の違いと、それぞれ異なるシグナル経路で作用することの両方によって生じる。これらの結果は、特定のFGFが標的由来のシナプス前オーガナイザーとして作用し、哺乳類の脳でそれに特異的なシナプス前末端の形成を助けることを示している。

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